一种柱塞排水采气模拟装置及模拟方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种柱塞排水采气模拟装置及模拟方法。装置包括油管、套管、上堵头、套管堵头、捕捉器、柱塞、卡定器以及出水管，油管一端位于所述套管内，另一端设置有上堵头；套管具有一端开口，另一端封闭的中空结构且管壁透明，位于套管内的油管与套管之间形成有环空，套管的另一端端部管壁上开设有进液口和进气口；套管堵头设置在套管的开口内；捕捉器可能够捕捉柱塞；柱塞能够设置在油管内并能够在油管内上下运行；卡定器设置在套管的另一端，能够卡定柱塞；出水管设置在油管和套管的外侧。模拟方法能够根据上述装置对柱塞排水采气进行模拟。本发明专利技术的装置和方法能够优化柱塞排水采气工艺参数，提高柱塞排水采气工艺应用效果。

A simulation device and simulation method of plunger drainage gas production

【技术实现步骤摘要】
一种柱塞排水采气模拟装置及模拟方法
本专利技术属于油气开采
，更具体地讲，涉及一种柱塞排水采气模拟装置及模拟方法。
技术介绍
随着气田开采的持续进行，地层出水也逐渐增加，当气体携液能力小于地层产液能力后，如不及时将液体排出则会产生积液，导致气井产气量下降，直至停产。柱塞排水采气工艺以柱塞作为气液分隔界面，具有排液效率高、自动化程度高、安全环保且投入成本低等特点，是应用最为广泛的排水采气工艺之一。目前，柱塞在气井中的运行规律，气体气量大小对柱塞的影响，气液比大小对柱塞影响以及柱塞运行中液体漏失状况认识不清，制约了柱塞工艺选择方式及应用效果。需要采用可视化物理模拟实验手段去探究柱塞在井筒中的运行情况，而现有的柱塞排水采气模拟实验很少，而且也没有考虑油套环空的影响，其实验结果与真实柱塞排水采气工艺区别较大，因此，针对性的开展可视化的、考虑油套环空影响的柱塞排水采气模拟实验研究具有相当重要的现实意义，可以在完善柱塞排采工艺理论，从而指导柱塞排水采气工艺参数优化设计。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本专利技术的目的之一在于提供一种能够优化柱塞排水采气工艺的模拟方法。为了实现上述目的，本专利技术的提供了一种柱塞排水采气模拟装置。所述装置包括油管、套管、上堵头、套管堵头、捕捉器、柱塞、卡定器以及出水管，其中，所述油管具有两端开口的中空结构且油管的管壁透明，所述油管的一端位于所述套管内，所述油管的另一端开口设置有能够封堵油管的上堵头；所述套管具有一端开口，另一端封闭的中空结构，所述套管的管壁透明，位于所述套管内的油管与所述套管之间形成有环空，套管的所述另一端端部管壁上开设有进液口和进气口；所述套管堵头设置在所述套管的开口处，用于封堵所述环空；所述捕捉器可拆卸的设置在油管的所述另一端，用于捕捉所述柱塞；所述柱塞能够设置在油管内并能够在油管内上下运行；所述卡定器设置在油管的所述一端，所述卡定器能够在所述柱塞运行到油管端部时将柱塞卡定；所述出水管设置在油管和套管的外侧，所述出水管的一端与油管所述的另一端连通，出水管的另一端设置有排液口。本专利技术的另一方面提供了一种柱塞排水采气模拟方法。所述模拟方法可以包括以下步骤：向油管和环空注入预定量的液体和气体；将柱塞投入油管进行柱塞排水；其中，所述将柱塞投入油管进行柱塞排水包括：打开上堵头，将柱塞投入油管内并安装捕捉器，拧紧上堵头；通过进气口注入不同量的气体，记录注入气体与油管和环空内预定量液体的气液比，观察柱塞在油管内的运动及携液情况；改变注入气体量以使所述柱塞向上运动到油管开口，捕捉器捕捉柱塞，记录在不同注入气体量下，排水管每次排出的液体量；根据注入的不同气体量与对应的排水管排出的液体量，确定柱塞的携液效果以及临界携液气量；捕捉器释放柱塞，柱塞下落至卡定器位置，验证卡定器能否正常实现对柱塞的卡定；重复所述打开堵头，将柱塞投入油管内并安装捕捉器的步骤至验证卡定器能否正常实现对柱塞卡定的步骤，记录活塞的往复次数，论证柱塞运行周期。与现有技术相比，本专利技术的装置和方法有益效果包括：本专利技术的装置和方法能够解决柱塞排水采气工艺过程中，柱塞在气井中运行规律、不同产气量和产液量条件下对柱塞效果的影响以及柱塞运行过程中液体漏失状况认识不清的问题，能够指导柱塞排水采气工艺参数的优化设计，能够提供柱塞排水采气工艺的应用效果。附图说明通过下面结合附图进行的描述，本专利技术的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：图1示出了本专利技术一个示例性实施的柱塞排水采气模拟装置示意图。附图标记说明：1-油管，2-套管，3-上堵头，4-套管堵头，5-捕捉器，6-卡定器，7-出水管，8-油管转接，9-转接盘，10-套管转接，11-固定支架，12-底座，13-环空注入口，2a-进液口，2b-进气口，7a-排液口。具体实施方式在下文中，将结合附图和示例性实施例详细地描述根据本专利技术的柱塞排水采气模拟装置及模拟方法。图1示出了本专利技术一个示例性实施的柱塞排水采气模拟装置示意图。其中，图(a)为柱塞排水采气模拟装置正视图，图(b)为柱塞排水采气模拟装置剖视图。本专利技术的一方面提供了一种柱塞排水采气模拟装置。在本专利技术的柱塞排水采气模拟装置的一个示例性实施例中，如图1所示，所示模拟装置可以包括油管1、套管2、上堵头3、套管堵头4、捕捉器5、柱塞(未示出)、卡定器6以及出水管7。其中，所示油管1和套管2可以竖直设置在地面上。所示油管1具有两端开口的中空结构。所示套管2具有一端开口，另一端封闭的中空结构。所示油管1的一端通过所述套管2的开口设置在所示套管2内。所述油管1另一端的开口设置有能够拆卸的上堵头3。所示上堵头3能够封堵所述油管。为了便于观察所述油管1和套管2内的柱塞运行情况，所述油管1和套管2的管壁可以设置为透明。由于油管1的一端位于所示套管2中，所述位于套管2中的油管外壁与套管的内壁之间形成有环空。如图1所示，在所述套管2的底部开设有进液口2a和进气口2b，能够分别向所述油管和套管内注入液体和气体。所述套管堵头4可以设置在所述套管2的开口处。所述套管堵头4与所述套管开口适配。所述套管堵头4能够防止所述环空内的液体和气体从套管的开口流出。所述捕捉器5可以可拆卸的设置在所述油管的上端开口处。所述捕捉器5能够在所述柱塞运行到油管上端后捕捉所述柱塞。所述柱塞可以设置在所述油管1内。所述柱塞能够在油管沿油管的轴向上下运动。所述卡定器6设置在所述油管1的底部。所述卡定器6能够在所述柱塞运行到油管底部时对柱塞进行卡定。所述出水管7可以沿油管1和套管2的轴向方向设置在油管和套管的外侧。所述出水管7的一端与油管的上部相通，另一端设置为排液口7a。所述出水管7能够将所述油管和套管内的液体排出。在本实施例中，所述油管1可以由多根相互连通的子油管连接构成。如图1(b)所示，所述装置还可以包括油管转接8、转接盘9、套管转接10以及固定支架11。所述油管转接8能够连接相邻两根子油管。设置所述油管转接8能够便于根据需求更换不同尺寸的油管。所述转接盘9可以设置在套管2的外侧，便于与所述固定支架11连接以固定所述套管和油管。所述套管转接10可以设置在底座12上。设置所述套管转接10能够便于根据气井完井的套管大小更换不同尺寸的套管。所述更换油管或者套管后，可以通过调节所述转接盘9的内径尺寸对油管进行固定和更换，并且可以结合调节套管转接实现对套管大小的调节和固定。所述底座12可以设置在套管的下部用于支撑所述装置。在本实施例中，所述装置还可以包括计量筒。所述计量筒用于接收所述排水管排除的液体并对排出的液体量进行计量。可以用所述计量筒计量的液体量衡量柱塞的排水能力。在本实施例中，所述装置还可以包括气体计量计和液体计量计。所述气体流量计可以用于计量从所述进气口注入的气体量。所述液体流量计可以用于计量从所述进液口注入的液体量。在本实施例中，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柱塞排水采气模拟装置，其特征在于，所述装置包括油管、套管、上堵头、套管堵头、捕捉器、柱塞、卡定器以及出水管，其中，/n所述油管具有两端开口的中空结构且油管的管壁透明，所述油管的一端位于所述套管内，所述油管的另一端开口设置有能够封堵油管的上堵头；/n所述套管具有一端开口，另一端封闭的中空结构，所述套管的管壁透明，位于所述套管内的油管与所述套管之间形成有环空，套管的所述另一端端部管壁上开设有进液口和进气口；/n所述套管堵头设置在所述套管的开口处，用于封堵所述环空；/n所述捕捉器可拆卸的设置在油管的所述另一端，用于捕捉所述柱塞；/n所述柱塞能够设置在油管内并能够在油管内上下运行；/n所述卡定器设置在油管的所述一端，所述卡定器能够在所述柱塞运行到油管端部时将柱塞卡定；/n所述出水管设置在油管和套管的外侧，所述出水管的一端与油管所述的另一端连通，出水管的另一端设置有排液口。/n

【技术特征摘要】
1.一种柱塞排水采气模拟装置，其特征在于，所述装置包括油管、套管、上堵头、套管堵头、捕捉器、柱塞、卡定器以及出水管，其中，
所述油管具有两端开口的中空结构且油管的管壁透明，所述油管的一端位于所述套管内，所述油管的另一端开口设置有能够封堵油管的上堵头；
所述套管具有一端开口，另一端封闭的中空结构，所述套管的管壁透明，位于所述套管内的油管与所述套管之间形成有环空，套管的所述另一端端部管壁上开设有进液口和进气口；
所述套管堵头设置在所述套管的开口处，用于封堵所述环空；
所述捕捉器可拆卸的设置在油管的所述另一端，用于捕捉所述柱塞；
所述柱塞能够设置在油管内并能够在油管内上下运行；
所述卡定器设置在油管的所述一端，所述卡定器能够在所述柱塞运行到油管端部时将柱塞卡定；
所述出水管设置在油管和套管的外侧，所述出水管的一端与油管所述的另一端连通，出水管的另一端设置有排液口。


2.根据权利要求1所述的柱塞排水采气模拟装置，其特征在于，所述装置还包括底座和套管转接，所述底座设置在所述套管的另一端端部，用于固定所述套管，所述套管转接设置在所述底座的上部，所述套管转接与套管连接，能够根据所需套管尺寸更换套管。


3.根据权利要求1所述的柱塞排水采气模拟装置，其特征在于，所述装置还包括计量筒，所述计量筒用于盛装并计量所述排水管排出的液体。


4.根据权利要求1所述的柱塞排水采气模拟装置，其特征在于，所述装置还包括气体流量计和液体流量计，所述气体流量计用于计量从所述进气口注入的气体量，所述液体流量计用于计量从所述进液口注入的液体量。


5.根据权利要求1所述的柱塞排水采气模拟装置，其特征在于，所述装置还包括与进液口适配的进液阀以及与进气口适配的进气阀，所述进液阀能够打开和关闭所述进液口，所述进气阀能够打开和关闭所述进气口。


6.根据权利要求1所述的柱塞排水采气模拟装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：粟超，文涛，魏磊，吴甦伟，杨勇，李劲擎，肖庆华，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，中国石油集团川庆钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11